CN101324643A - 传输线特性阻抗测试装置及测试方法 - Google Patents

传输线特性阻抗测试装置及测试方法 Download PDF

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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

一种传输线特性阻抗测试装置，包括一可调电阻、一第一比较器、一第二比较器与一计数器，可调电阻一端同一信号源相连，另一端同一传输线一端相连，传输线另一端空接，传输线同可调电阻相连的一端分别连接到第一比较器和第二比较器的输入端，第一比较器和第二比较器的输出端分别连接到计数器的输入端，计数器的输出端同可调电阻的阻值调节端相连，并根据第一比较器和第二比较器的输出信号对应调整可调电阻的阻值。所述传输线特性阻抗测试装置成本低廉。本发明还提供了一种传输线特性阻抗测试方法。

Description

传输线特性阻抗测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及一种传输线特性阻抗测试装置及测试方法，特别涉及一种印刷电路板上的传输线特性阻抗测试装置及测试方法。
背景技术
在高速印刷电路板设计与制造的过程中，为了保持信号在传输过程中的完整性，要求信号传输线的特性阻抗必须符合一定的设计规范，因此在高速印刷电路板布线过程中需对信号传输线的特性阻抗进行测量，以确定信号传输线的特性阻抗与负载阻抗是否匹配，保证信号传输的完整性。传统的传输线特性阻抗测试是通过时域反射仪(TDR，Time DomainReflectometer)来实现的，但时域反射仪单价昂贵，且难以符合大量测试的需求。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种低成本的传输线特性阻抗测试装置及测试方法。
一种传输线特性阻抗测试装置，包括一可调电阻、一第一比较器、一第二比较器与一计数器，所述可调电阻一端同一信号源相连，另一端同一传输线一端相连，所述传输线另一端空接，所述传输线同可调电阻相连的一端分别连接到所述第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端，所述第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端同一参考电位相连，所述第一比较器和第二比较器的输出端分别连接到所述计数器的输入端，所述计数器的输出端同所述可调电阻的阻值调节端相连，并根据所述第一比较器和第二比较器的输出信号对应调整所述可调电阻的阻值。
一种传输线特性阻抗测试方法，包括以下步骤：
一信号源产生一个电压信号，所述电压信号经过一可调电阻传至一传输线；
在所述传输线和可调电阻相连接的一端采集由所述传输线另一端反射回的电压信号并将采集到的电压信号分别传至一第一比较器和一第二比较器；
所述第一比较器和第二比较器分别对采集到的电压信号和一参考电位进行比较，并根据比较结果分别输出一电平信号到一计数器；
当第一比较器和第二比较器均输出低电平时，所述计数器记录此时可调电阻的阻值，即得到所述传输线的特性阻抗值；
当第一比较器和第二比较器任意一个输出高电平时，所述计数器调整所述可调电阻的阻值大小，然后重新执行上述各步骤，直至所述第一比较器和第二比较器均输出低电平。
所述传输线特性阻抗测试装置及测试方法通过低成本的可调电阻、比较器、与门和计数器可满足传输线特性阻抗大量测试的需求，降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1是本发明传输线特性阻抗测试装置较佳实施方式的电路图。
图2是本发明传输线特性阻抗测试方法较佳实施方式的流程图。
具体实施方式
请参考图1，本发明传输线特性阻抗测试装置较佳实施方式包括：一可调电阻R、一第一比较器U1、一第二比较器U2、一第一与门A1、一第二与门A2与一计数器20。所述可调电阻R一端同一信号源Vs相连，另一端同一传输线10一端相连，所述传输线10另一端空接。所述传输线10同可调电阻R相连的一端分别连接到所述第一比较器U1的同相输入端和第二比较器U2的反相输入端，所述第一比较器U1的反相输入端和第二比较器U2的同相输入端同一参考电位Vref相连，在本实施例中参考电位Vref幅值为信号源Vs幅值的一半。所述第一比较器U1和第二比较器U2的输出端分别同对应的第一与门A1和第二与门A2的一输入端相连，所述第一与门A1和第二与门A2的另一输入端连接一有效电平信号Valid，所述第一与门A1和第二与门A2的输出端分别同所述计数器20的输入端相连，所述计数器20的输出端同所述可调电阻R的阻值调节端相连。
请参考图2，采用图1所述的装置测试传输线特性阻抗的方法包括以下步骤：
步骤S1，所述信号源Vs产生一个电压信号，所述电压信号经过所述可调电阻R传至传输线10，将所述第一与门A1和第二与门A2输入端连接的有效电平信号Valid设置为高电平。
步骤S2，在所述传输线10和可调电阻R相连接的一端采集由所述传输线另一端反射回的电压信号V1并将采集到的电压信号V1分别传至所述第一比较器U1和第二比较器U2。
步骤S3，所述第一比较器U1和第二比较器U2分别对采集到的电压信号V1和参考电位Vref进行比较，并分别输出一个比较结果到所述第一与门A1和第二与门A2；
当V1＞Vref时，所述第一比较器U1输出高电平，第二比较器U2输出低电平；当V1＜Vref时，所述第一比较器U1输出低电平，第二比较器U2输出高电平；当V1＝Vref时，所述第一比较器U1和第二比较器U2均输出低电平。
步骤S4，所述第一与门A1和第二与门A2分别对接收到的比较结果和所述有效电平信号Valid进行与运算，并在其输出端分别输出一个控制信号传至所述计数器20；
当所述第一比较器U1输出高电平，第二比较器U2输出低电平时，所述第一与门A1输出高电平，第二与门A2输出低电平；当所述第一比较器U1输出低电平，第二比较器U2输出高电平时，所述第一与门A1输出低电平，第二与门A2输出高电平；当所述第一比较器U1和第二比较器U2均输出低电平时，所述第一与门A1和第二与门A2均输出低电平。
当所述第一与门A1和第二与门A2均输出低电平时，执行步骤S6，所述计数器20记录此时可调电阻R的阻值即为所述传输线10的特性阻抗值；当所述第一与门A1和第二与门A2任意一个输出高电平时，执行步骤S5，所述计数器20根据控制信号调整所述可调电阻R的阻值；
当第一与门A1输出高电平时，所述计数器20增大所述可调电阻R的阻值，并将所述有效电平信号Valid由高电平变为低电平，然后重新执行步骤S1，直至所述第一与门A1和第二与门A2均输出低电平；
当第二与门A2输出高电平时，所述计数器20减小所述可调电阻R的阻值，并将所述有效电平信号Valid由高电平变为低电平，然后重新执行步骤S1，直至所述第一与门A1和第二与门A2均输出低电平。
本发明还可以第二实施例实现，在第二实施例中所采用的电路和步骤同前述第一实施例基本相同，区别在于第二实施例中去掉了第一与门A1和第二与门A2，第一比较器U1和第二比较器U2的输出端直接跟计数器20的输入端相连，直接由第一比较器U1和第二比较器U2输出的高低电平信号控制计数器20记录传输线10的特性阻抗值或者调节可调电阻R的阻值。
当第一比较器U1和第二比较器U2输出低电平时，所述计数器20记录此时可调电阻R的阻值即为所述传输线10的特性阻抗值；
当第一比较器U1输出高电平时，所述计数器20增大所述可调电阻R的阻值，然后重新执行步骤S1，直至所述第一比较器U1和第二比较器U2均输出低电平；
当第二比较器U2输出高电平时，所述计数器20减小所述可调电阻R的阻值，然后重新执行步骤S1，直至所述第一比较器U1和第二比较器U2均输出低电平。
所述传输线特性阻抗测试装置及测试方法无需使用价格昂贵的时域反射仪，采用低成本的可调电阻、比较器、与门和计数器测试传输线特性阻抗值，降低了生产成本。

Claims (9)

1.一种传输线特性阻抗测试装置，包括一可调电阻、一第一比较器、一第二比较器与一计数器，所述可调电阻一端同一信号源相连，另一端同一传输线一端相连，所述传输线另一端空接，所述传输线同可调电阻相连的一端分别连接到所述第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端，所述第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端同一参考电位相连，所述第一比较器和第二比较器的输出端分别连接到所述计数器的输入端，所述计数器的输出端同所述可调电阻的阻值调节端相连，并根据所述第一比较器和第二比较器的输出信号对应调整所述可调电阻的阻值。
2.如权利要求1所述的传输线特性阻抗测试装置，其特征在于：所述第一比较器和第二比较器的输出端分别通过一第一与门和一第二与门连接到所述计数器的输入端，所述第一与门和第二与门同时还接收一电平信号。
3.如权利要求2所述的传输线特性阻抗测试装置，其特征在于：所述电平信号为一高电平有效的信号。
4.如权利要求1所述的传输线特性阻抗测试装置，其特征在于：所述参考电位的幅值为所述信号源所产生的信号的幅值的一半。
5.一种传输线特性阻抗测试方法，包括以下步骤：
一信号源产生一个电压信号，所述电压信号经过一可调电阻传至一传输线；
在所述传输线和可调电阻相连接的一端采集由所述传输线另一端反射回的电压信号并将采集到的电压信号分别传至一第一比较器和一第二比较器；
所述第一比较器和第二比较器分别对采集到的电压信号和一参考电位进行比较，并根据比较结果分别输出一电平信号到一计数器；
当第一比较器和第二比较器均输出低电平时，所述计数器记录此时可调电阻的阻值，即得到所述传输线的特性阻抗值；
当第一比较器和第二比较器任意一个输出高电平时，所述计数器调整所述可调电阻的阻值大小，然后重新执行上述各步骤，直至所述第一比较器和第二比较器均输出低电平。
6.如权利要求5所述的传输线特性阻抗测试方法，其特征在于：所述测试方法进一步包括步骤：所述第一比较器和第二比较器输出的电平信号在输出到计数器前，分别输出到一第一与门和一第二与门，所述第一与门和第二与门分别对接收到的电平信号和一有效电平信号进行与运算。
7.如权利要求5所述的传输线特性阻抗测试方法，其特征在于：当第一比较器输出高电平时，所述计数器增大所述可调电阻的阻值。
8.如权利要求5所述的传输线特性阻抗测试方法，其特征在于：当第二比较器输出高电平时，所述计数器减小所述可调电阻的阻值。
9.如权利要求5所述的传输线特性阻抗测试方法，其特征在于：所述参考电位的幅值为所述信号源产生的电压信号幅值的一半。
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